Evidence for strong extragalactic magnetic fields from Fermi observations of TeV blazars

Magnetic fields in galaxies are produced via the amplification of seed magnetic fields of unknown nature. The seed fields, which might exist in their initial form in the intergalactic medium, were never detected. We report a lower bound $B\ge 3\times 10^{-16}$~gauss on the strength of intergalactic magnetic fields, which stems from the nonobservation of GeV gamma-ray emission from electromagnetic cascade initiated by tera-electron volt gamma-ray in intergalactic medium. The bound improves as $\lambda_B^{-1/2}$ if magnetic field correlation length, $\lambda_B$, is much smaller than a megaparsec. This lower bound constrains models for the origin of cosmic magnetic fields.Comment: 14 pages, 3 figure

Interactive Surface Chemistry of CO2 and NO2 on Metal Oxide Surfaces: Competition for Catalytic Adsorption Sites and Reactivity

Cataloged from PDF version of article.Interactive surface chemistry of CO2 and NO2 on BaOx/Pt(111) model catalyst surfaces were investigated via X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and temperature-programmed desorption (TPD) techniques with a particular emphasis on the competition between different adsorbates for the catalytic adsorption sites and adsorbate-induced morphological changes. After NO2 adsorption, nitrated BaO x/Pt(111) surfaces do not reveal available adsorption sites for CO2 at 323 K, irrespective of the presence/absence of exposed Pt sites on the surface. Although NO2 adsorption on thick BaO x(>10MLE)/Pt(111) overlayers at 323 K leads to the formation of predominantly nitrate species, NO2 adsorption on the corresponding carbonated surface leads to the formation of coexisting nitrates and nitrites. The presence of carbonates on BaOx/Pt(111) overlayers does not prevent NO2 uptake. Carbonated BaOx(1.5 MLE)/Pt(111) surfaces (with exposed Pt sites) obtained via CO2 adsorption can also further interact with NO2, forming surface nitrate/nitrite species, accompanied by the transformation of surface carbonates into bulk carbonate species. These results suggest that the nitrate formation process requires the presence of two adjacent unoccupied adsorption sites. It is apparent that in the presence of both NO2 and CO2, carbonate species formed on Lewis base (O2-) sites enable the formation of nitrites on Lewis acid (Ba2+) sites. Thermal aging, nitration, and carbonation have a direct impact on the morphology of the two-/three-dimensional (2D/3D) BaO x aggregates on Pt(111). While thermal aging in vacuum leads to the sintering of the BaOx domains, nitration and carbonation results in redispersion and spreading of the BaOx domains on the Pt(111) substrate. © 2013 American Chemical Society.

Cинтез 1,5-діарил-4-арилтіопіролідин-2-онів реакцією арилсульфенілювання N-ариламідів стирилоцтової кислоти

The role of the electrophilic intramolecular cyclization (EIC) reaction of unsaturated carboxylic acid amides has been described for the design of arylthio-containing lactams and lactones. In order to identify the effect of the styryl moiety on regioselectivity of the electrophilic intramolecular cyclization process styryl acetic acid amides with electron-donating substituents in para-position of the styryl moiety have been studied. It has been found that these compounds react with phenyl and p-tolylsulfenylchlorides in nitromethane in the presence of lithium perchlorate as a “doping additive” to form 1,5-diaryl-4-arylthiopyrrolidin-2-ones with the yield of 60-66%. It is most likely that the reaction found includes the formation of the episulfonium cation stabilized by the perchlorate-anion followed by 5-endo-cyclization onto the nitrogen atom of the amide group. The structure of the compounds synthesized has been confirmed by their spectral parameters. In particular, the IR-spectra contain strong absorption bands C=O at 1703-1703 cm-1, and 1H NMR-spectra of the compounds obtained are characterized by two protons multiple shifts of the H3 pyrrolidine ring at 2.52-2.64 and 3.08-3.22 ppm, respectively, H4 proton multiple shifts at 3.61-3.76 ppm and H5 at 4.99-5.09 ppm. Formation of the pyrrolidine ring as a result of cyclization has been reliably proven by 13C NMR-spectra with the typical signals of carbon atoms: C3 (37 ppm), C4 (48 ppm), C5 (69 ppm) and C2 (172 ppm).Подчеркнута роль реакции электрофильной внутримолекулярной циклизации (ЭВЦ) амидов непредельных карбоновых кислот для построения сульфанилсодержащих лактамных и лактонных структур. С целью выявления влияния стирильного фрагмента на региоселективность процесса ЭВЦ исследован ряд анилидов стирилуксусных кислот с донорными заместителями в пара-положении арильного ядра. Установлено, что указанные соединения реагируют с фенил- и пара-толилсульфенилхлоридами в среде нитрометана в присутствии эквимолярного количества перхлората лития как «допинг-добавки» с образованием 1,5-диарил-4-арилтиопирролидин-2-онов с выходами 60-66%. Наиболее вероятно, что найденная реакция реализуется по схеме образования стабилизированного перхлорат-анионом эписульфониевого катиона с последующей 5-эндо-циклизацией на атом азота амидной группы. Структура синтезированных соединений подтверждена их спектральными параметрами. В частности, в ИК-спектрах присутствуют интенсивные полосы поглощения групп С=О при 1703-1705 см-1. Спектры ЯМР 1Н характеризуются двумя мультиплетами протонов Н3 пирролидинового цикла соответственно при 2.52-2.64 и 3.08-3.22 м.ч., а также мультиплетами протонов Н4 при 3.61-3.76 м.д. и Н5 при 4.99-5.09 м.д. Формирование в результате циклизации пиридинового ядра надежно доказано спектрами ЯМР 13С с типичными сигналами атомов углерода: С3 (37 м.д.), С4 (48 м.д.), С5 (69 м.д.) и С2 (172 м.д.).Підкреслена роль реакції електрофільної внутрішньомолекулярної циклізації (ЕВЦ) амідів ненасичених карбонових кислот для побудови сульфаніловмісних лактамних та лактонних структур. З метою виявлення впливу стирильного фрагмента на регіоселективність процесу електрофільної внутрішньомолекулярної циклізації досліжено ряд анілідів стирилоцтових кислот із донорними замісниками в пара-положенні арильного ядра. Встановлено, що вказані сполуки реагують із феніл- та пара-толілсульфенілхлоридами в середовищі нітрометану в присутності еквімолярної кількості перхлорату літію як «допінг-добавки» із утворенням 1,5-діарил-4-арилтіопіролідин-2-онів із виходами 60-66%. Найвірогідніше, що знайдена реакція реалізується за схемою утворення стабілізованого перхлорат-аніоном епісульфонієвого катіона із подальшою 5-ендо-циклізацією на атом азоту амідної групи. Cтруктура синтезованих сполук підтверджена їх спектральними параметрами. Зокрема, в ІЧ-спектрах присутні інтенсивні смуги поглинання груп С=О при 1703-1705 см-1. Спектри ЯМР 1Н характеризуються двома мультиплетами протонів Н3 піролідинового циклу відповідно при 2.52-2.64 та 3.08-3.22 м.ч., а також мультиплетами протонів Н4 при 3.61-3.76 м.ч. та Н5 при 4.99-5.09 м.ч. Формування в результаті циклізації піролідинового ядра надійно доведено спектрами ЯМР 13С із типовими сигналами атомів вуглецю: С3 (37 м.ч.), С4 (48 м.ч.), С5 (69 м.ч.) та С2 (172 м.ч.)

Modelling the defect processes of materials for energy applications

The technological requirement for ever more efficient materials for the energy and electronics sectors has led to the consideration of numerous compositionally and structurally complicated systems. These systems include solid solutions that are difficult to model using electronic structure calculations because of the numerous possibilities in the arrangement of atoms in supercells. The plethora of such possible arrangements leads to extensive and large numbers of potential supercells, and this renders the investigation of defect properties practically intractable. We consider recent advances in oxide interfaces where studies have demonstrated that it is feasible to tune their defect processes effectively. In this review, we aim to contribute to the ongoing discussion in the community on simple, efficient and tractable ways to realise research in solid solutions and oxide interfaces. The review considers the foundations of relevant thermodynamic models to extract point defect parameters and the special quasirandom structures method to model the supercell of solid solutions. Examples of previous work are given to highlight these methodologies. The review concludes with future directions, systems to be considered and a brief assessment of the relevant methodologies

Pressure of thermal excitations in superfluid helium

We find the pressure, due to the thermal excitations of superfluid helium, at the interface with a solid. The separate contributions of phonons, $R^-$ rotons and $R^+$ rotons are derived. The pressure due to $R^-$ rotons is shown to be negative and partially compensates the positive contribution of $R^+$ rotons, so the total roton pressure is positive but several times less than the separate $R^-$ and $R^+$ roton contributions. The pressure of the quasiparticle gas is shown to account for the fountain effect in $HeI I$. An experiment is proposed to observe the negative pressure due to $R^-$ rotons.Comment: 14 pages, 4 figure

Калікс[4]арен α-гідроксифосфонові кислоти як потенційні інгібітори протеїнтирозинфосфатаз

Calix[4]arene are known to be a promising scaffold for designing inhibitors of protein tyrosine phosphatases.In this work calix[4]arene mono- and bis-α-hydroxymethylphosphonic acids have been tested in vitro for the inhibitory activity against some therapeutically important protein tyrosine phosphatases. The results obtained have shown that these macrocyclic compounds can inhibit CD45, PTP1B, and SHP2 with IC50 values in the micromolar range. At the same time the inhibitors have demonstrated lower activity toward other protein tyrosine phosphatases such as TC-PTP and PTPβ. It has been found that mono-substituted calix[4]arene is more potent inhibitor of CD45 than the bis-substituted one and shows about 2-15 fold selectivity over TC-PTP, PTPβ, SHP2 and PTP1B. Model 4-hydroxyphenyl-α-hydroxymethylphosphonate displays at least one order lower activity than the phosphonate derivatives of calix[4]arene. Thus, the combination of a macrocyclic platform and α-hydroxymethylphosphonate group is essential for the inhibition activities of these compounds. Computer-simulated docking studies have been performed using AutoDock 4.2 programme by the example of PTP1B. The data obtained indicate that the inhibitors can bind in the active site of the enzyme. To clarify the inhibition mechanism the possible enzyme-inhibitor complexes have been considered using several crystal structures of PTP1B and all stereoisomeric forms of the inhibitors.Известно, что каликс[4]арены могут быть перспективной платформой для конструирования ингибиторов протеинтирозинфосфатаз. В этой работе каликс[4]арен моно- и бис-α-гидроксиметилфосфоновые кислоты были испытаны как ингибиторы некоторых терапевтически важных протеинтирозинфосфатаз. Полученные результаты свидетельствовали о том, что эти макроциклические соединения могут ингибировать РТР1В, CD45 и SHP2 со значениями IC50 в микромолярном диапазоне.Вместе с тем, ингибиторы демонстрировали меньшую активность относительно других протеинтирозинфосфатаз, таких как TC-PTP и PTPβ. Было найдено, что моно-замещенный каликс[4]арен является лучшим ингибитором CD45 чем бис-замещенный макроцикл и проявляет приблизительно 2-15-кратную селективность по сравнению с ингибированием TC-PTP, PTPβ, SHP2 и PTP1B. Модельное соединение 4-гидроксифенил-α-гидроксиметилфосфонат характеризуется по меньшей мере на порядок меньшей активностю, чем фосфонатные производные каликс[4]арена. Таким образом, макроциклическая платформа и α-гидроксиметилфосфонатная группа играет важную роль для обеспечения ингибирующей способности соединений. Молекулярный докинг был проведен с использованием программы AutoDock 4.2 на примере РТР1В. Полученные результаты показали, что ингибиторы могут связываться в активном центре фермента. Для выяснения механизма ингибирования были рассмотрены возможные фермент-субстратные комплексы, сформированные с использованием различных кристаллических структур РТР1В и всех стереоизомерных форм ингибиторов.Відомо, що калікс[4]арени є перспективною платформою для розробки інгібіторів протеїнтирозинфосфатаз. У цій роботі калікс[4]арен моно- та біс-α-гідроксиметилфосфонові кислоти були випробувані як інгібітори деяких терапевтично важливих протеїнтирозинфосфатаз. Отримані результати свідчили про те, що ці макроциклічні сполуки можуть інгібувати РТР1В, CD45 та SHP2 зі значеннями IC50 в мікромолярному діапазоні. Разом з тим, інгібітори демонстрували меншу активність відносно інших протеїнтирозинфосфатаз, таких як TC-PTP і PTPβ. Було встановлено, що моно-заміщений калікс[4]арен є кращим інгібітором CD45, ніж біс-заміщений макроцикл і виявляє приблизно 2-15-кратну селективність впливу відносно TC-PTP, PTPβ, SHP2 та PTP1B. Модельна сполука 4-гідроксифеніл-α-гідроксиметилфосфонат характеризується щонайменше на порядок гіршою активністю, ніж фосфонатні похідні калікс[4]арену.Таким чином, поєднання макроциклічної платформи та α гідроксиметилфосфонатної групи відіграє важливу роль для інгібуючої здатності цих сполук. Молекулярний докінг було проведено з використання програми AutoDock 4.2 на прикладі РТР1В. Отримані результати показали, що інгібітори можуть зв’язуватися в активному центрі ферменту. Для з’ясування механізму інгібування були розглянуті можливі фермент-субсратні комплекси, сформовані з використанням різних кристалічних структур РТР1В та всіх стереоізомерних форм інгібіторів